[Java知识库]Java基础——设计原则

1.概述

设计模式，不是一种新的语言，也不是什么新的API,也不是什么新的语法
设计模式，是前辈们，不断总结，不断打磨出的一种经验的总结，不同的设计模式适用不同的场景。
设计模式，公认的有23种设计模式，分别对应不同的场景，这些设计模式是经过长期实践总结而留存下来的。
千万不要认为有任何一种设计模式，能够解决任何问题。每一种设计模式只能用于使用的场景。而不是万能的。
设计模式有优点也有缺点。我们不要为了适用设计模式而使用设计模式，切记设计模式的滥用，
23中设计模式的背后，其实是7大设计原则，也就是说每个设计模式都归属于一个或多个设计原则。

2.设计原则

面向对象思想设计原则

在实际的开发中，我们要想更深入的了解面向对象思想，就必须熟悉前人总结过的面向对象的思想的设计原则

单一职能原则

开闭原则

里氏替换原则

依赖倒置原则

接口分离原则

迪米特原则

3.单一职能原则

单一职责原则

其实就是开发人员经常说的”高内聚，低耦合”

也就是说，每个类或每个方法都只负责一件事情。

在设计模式中，所有的设计模式都遵循这一原则

需求：统计文本文件中有多少个单词
比如：我们有一个文本文件内容如下：
hello world
how are you

public class postive {
    
    public static StringBuilder loadFile(String fileLocation) throws IOException {
      
            //读取文件的内容
            Reader in = new FileReader("E:\\1.txt");
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(in);

            String line = null;
            StringBuilder sb = new StringBuilder("");

            while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                sb.append(line);
                sb.append(" ");
            }
            
            bufferedReader.close();
            return sb;
    }
    
    public static String[] getWords(String regex, StringBuilder sb){
        //对内容进行分割
        return  sb.toString().split(regex);
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            //读取文件的内容
            StringBuilder sb = loadFile("E:\\1.txt");
            
            //对内容进行分割
            String[] words = getWords("[^a-zA-Z]+", sb);
            
            System.out.println(words.length);
    }
}

遵守单一原则，可以给我们带来的好处是，提高了代码的可重用性，同时还让得到的数据不再有耦合，可以用来完成我们的个性化需求。

4.开闭原则

开闭原则
核心思想是：一个对象对扩展开放，对修改关闭。
其实开闭原则的意思就是：对类的改动是通过增加代码进行的，而不是修改现有代码。
也就是说软件开发人员一旦写出了可以运行的代码，就不应该去改动它，而是要保证它能一直运行下去，如何能够做到这一点呢?这就需要借助于抽象和多态，即把可能变化的内容抽象出来，从而使抽象的部分是相对稳定的，而具体的实现则是可以改变和扩展的。
举例

定义一个Car类

public class Car {
    private String name;
    private String color;
    private float price;
    //get set 方法略
 }   
 
public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        car.setName("奔驰");
        car.setColor("白色");
        car.setPrice(99999);
    }
}

//我们定义一个类去继承Car 然后做价格的调整

public class BenzCar extends Car {
    @Override
    public void setPrice(double price) {
        super.setPrice(price * 0.8);
    }
}

5. 接口隔离原则

核心思想：不应该强迫程序依赖它们不需要使用的方法。

其实就是说：一个接口不需要提供太多的行为，一个接口应该只提供一种对外的功能，不应该把所有的操作都封装到一个接口中。

6.依赖倒置原则

上层不能依赖于下层。

他们都应该依赖于抽象。

class Person {
    public void feed(Animal an) {
        System.out.println("开始喂养");
        an.eat();
    }
}
abstract class Animal{
    public abstract void eat();
}
class Dog extends Animal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

class Cat extends Animal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃小鱼干");
    }
}

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        Dog dog = new Dog();
        Cat cat = new Cat();
        person.feed(dog);
        person.feed(cat);
    }
}

现在我们的上层Person只依赖于Animal

下层的改动，不在影响上层

7.迪米特原则(最少知道原则)

核心思想：一个类应当对其他类知道的越少越好。

只和朋友通信。

什么是朋友?

1.类中的字段是朋友

2.方法的参数是朋友

3.方法的返回值是朋友

4.方法中实例化出来的对象是朋友

//私有关机的四个方法，对外暴露一个公共的关机方法

class Computer {
    private void saveData() {
        System.out.println("保存数据...");
    }

    private void killProcess() {
        System.out.println("关闭程序");
    }

    private void closeScreen() {
        System.out.println("关闭屏幕");
    }

    private void powerOff() {
        System.out.println("关闭电源");
    }
    public void shutdownOff(){
        saveData();
        killProcess();
        closeScreen();
        powerOff();
    }
}

class Person {
    Computer computer = new Computer();

    public void shutdown() {
       computer.shutdownOff();
    }
}

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {

    }
}

 public String show(Integer number){
        int i = number.intValue();
        String s = new String("abcdef");
         s.substring(0);
         s.contains("a");
         return s;
    }
  //比如：上面的这个方法，有形参 Integer 类 有方法中创建出的 String类，那他们就都是朋友
  //你就可以调用Integer 类和 String 类中的任何方法，而不必担心知道的太多。

8. 里氏替换原则

里氏替换原则

核心思想：在任何父类出现的地方都可以用它的子类来替代。

其实就是说：子类可以随时随地替换父类对象，且替换完之后，语法不会报错，业务逻辑也不会出现问题。

需求：将长方形的宽改成比长大 1

//正常情况下
class Rectangular {
    private Integer width; //宽
    private Integer length; //长

    public Integer getWidth() {
        return width;
    }

    public void setWidth(Integer width) {
        this.width = width;
    }

    public Integer getLength() {
        return length;
    }

    public void setLength(Integer length) {
        this.length = length;
    }

    //计算面积的方法
    public double getArea() {
        return length * width;
    }
}

//定义一个正方形的类，继承长方形
class Square extends Rectangular {
    private Integer sideWidth;//边长

    @Override
    public Integer getWidth() {
        return sideWidth;
    }

    @Override
    public void setWidth(Integer width) {
        this.sideWidth = width;
    }

    @Override
    public Integer getLength() {
        return sideWidth;
    }

    @Override
    public void setLength(Integer length) {
        this.sideWidth = length;
    }

    @Override
    public double getArea() {
        return sideWidth * sideWidth;
    }
}

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Rectangular rectangular = new Rectangular();
        //这里可以替换成子类
                    rectangular = new Square();
        rectangular.setWidth(20);
        rectangular.setLength(15);
        double area = rectangular.getArea();
        System.out.println(area);
        System.out.println("==============================");
    }
}

看特殊情况

class Utils {
    public static void transform(Rectangular graph) {
        //如果宽小于等于长，就让宽加1
        while (graph.getWidth() <= graph.getLength()) {
            graph.setWidth(graph.getWidth() + 1);
            System.out.println("长：" + graph.getLength() + " : " +
                    "宽：" + graph.getWidth());
        }
    }
}

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Rectangular rectangular = new Rectangular();
        //这里可以替换成子类,
        //rectangular = new Square();
        rectangular.setWidth(20);
        rectangular.setLength(150);
        System.out.println("==============================");
        //传入长方形的对象，没有问题，但是传入正方形就有问题了，成死循环了。
        Utils.transform(rectangular);
    }
}

//这里父类就不能用子类对象来替换了，替换之后，会发生问题
//要知道，在向上转型的时候，方法的调用只和new的对象有关，才会造成不同的结果。在使用场景下，需要考虑替换后业务逻辑是否受影响。
//由此引出里氏替换原则的使用需要考虑的条件：
   // 是否有is-a关系
   // 子类可以扩展父类的功能，但是不能改变父类原有的功能。